时间,究竟是什么?
在以前,我从来没有想过这个问题,手表上有计时,以此来安排我们的工作和生活就好了,自动化时代,谁还不会看时间呢?为何还要想这个问题呢?
触及我想这个问题的原因是,最近在学习地球运动这部分内容涉及到时间差的问题。而这个时间差跟我们日常所用的时间差是有区别的,一个是同一地点时间上的前后相继造成的时间差,一个是不同地点空间上的东西变换造成的时间差。 而这两者的变化若不够清晰,则容易产生混乱。而两者在本身又是有密切的逻辑关系的。 另一个机缘是最近一直在思考,究竟地理中的大问题,或者伟大事物是什么?帕克·帕尔默在《教学勇气》中,描述了一种课堂场景,让伟大事物本身说话,师生围绕在伟大事物周围,共同对话,发现,认识。这样的课堂一直很吸引我,但是,我困惑的是,如何在我的课堂中确定那个伟大事物。
也许因为自己长期的学习习惯,关注知识体系的连贯,而对一些知识产生和发展的过程很少深究。常常直接从知识逻辑角度预设着答案去引导学生。自己对所教给孩子们的知识没有从根源上产生过真正的疑问,虽然在课堂上你问我答,可是那些琐碎的问题不过是知识体系的碎片呈现。更多的是设问法,有固定或标准答案的问题,这样并没有触发学生更深度的真正思考。 而帕克所说的那个伟大事物本身是迷人的。迷惑而又有吸引力,真正的好奇心才会吸引我们去探索。 真正的问题是什么呢?是知识结构吗?这样的看法在我的思想中根深蒂固,结构化,清晰化,不就是理想的课堂吗?但是,在清晰掌握这些结构后,我的内心并没有真正的疑问。或者是有疑问也被自己压下去,从知识体系入手。 地球运动本身也是迷人的,我们对地球运动规律的认识也是神奇的经历。 倒是关于时间,有问题吗?不,我们只需要一块普通的手表,大多数人的手机也已经能够满足这个要求,而时差,不过也就是一道数学计算题而已。但是,一旦细思,发现没那么简单。正如哲学家奥古斯丁所言:“时间究竟是什么,没有人问我,我倒清楚,有人问我,我想说明,却又茫然不解。”
这正是我在讲课时面临的问题。为何我们会将一天划分成24个小时?谁来分的?钟表是怎么发明出来的?最早的人是如何计时的?面对这么多时间的问题,对原本信手拈来的课感到了举步维艰。正当我压力重重时,与伙伴们交流,他们说,这就是机会啊,真实的问题就是这些啊,带着这些真实的问题,去探究,和学生一起探究呀!我突然醒悟,也许这就是我遇到的一个地理课堂中的“伟大事物”,为此我兴奋不已。 和学生一起探究,我需要先摸索出一条探究的路子。
探索主题:时间是如何被确定的?
时间的感受和描述
最初,人们是如何感受到时间的呢?带着这个问题,我们可以展开联想。 太阳的升落,动物的栖息,生活的节奏等等,最初的人们对此有丰富的观察和体验有。在运用最早的八卦技能时,他们需要对这些变化进行命名,由于没有更早的记录,我们无法知道最初的人是如何命名的。在查到的早期记录中,先秦时代管子写过《宙合》篇,提出:“岁有春秋冬夏,月有上中下旬,日有朝暮,夜有昏晨,半星辰序,各有其司,故曰天不一时。”西汉时刘向解释篇名曰“古往今来曰宙也”,这里的宙就是抽象的时间含义,在后世中被普遍认可。这是感官层面对时间变化的描述。 但从科学角度探讨时间,归根到底要落到时间计量上来。这个不断流逝的时间是如何被标准化,用计时工具表示的?
时间工具的确立
如果没有钟表,我们该如何划分时间呢?能想象到古人通过观测太阳的运动来能容易的讲一天划分出昼夜昏晨,但为了生活需要,日中、子夜、昏、晨四个时间段需要更加精细的时间划分,后来进一步划分成十二个时辰。由于太阳强烈的光线,以及广阔的天空背景,不容易通过观察太阳来确定太阳的方位,但是渐渐可以发现房屋、树木等被太阳照到的影子在随着太阳变化,这些影子更容易观察。经过长时间的观察,一些专门研究的人掌握了影子变化的规律,就制成了最早的圭表。用圭表的影子来判断一天中的时间。
而夜晚,没有太阳怎么办?没有关系,夜晚可以观察星辰的变化,专门负责观象授时的官员,再告诉大家时间。随着人们对圭表的改进,渐渐形成了日晷,计时工具已经形成,但是夜晚的时间观星也不太方便,要怎么办呢? 是的,一些聪明的人发明了漏壶计时,漏壶计时和日晷计时结合起来,成了早期的钟表。这是同一个地方在一天中前后相继的时间差异。 可是,随着生活范围的扩展,联系区域的延伸,人们发现了另一种时间差异。
二、地方时的认识
根据《元朝名臣事略》的记叙,事情起源于一次月食的观察。依据当时通行的历法大明历的推算,食甚应发生在子夜前后,而耶律楚才在塔什干城观察的结果,“未尽初更而月已蚀矣。”他经过仔细思考,认为这不是历法推算错误,而是由于地理位置差异造成的。对于月食这一事件,各地是同时看到的,但在时间表示上因地而异,大明历的推算对应于中原地区,他说:“盖大明之子正也;西域之初更也。西域之初更未尽焉,知不为中国之子正乎。隔几万里之远,仅逾一时,复何疑哉!”这不就是我们今天的时差吗? 东西地域之间的时间差是随着人们生活区域的扩展才发现的。 认识了地方之间由于东西空间的差异造成的时间的差异,理解了这种计时的不同,但是由于没有精准计时的需要,所以,对时间差主要停留在理解层面。 而后,随着更远距离的扩展,更大范围的联系,以及更加现代化的生活方式,对时间计量有了更精确化的需求。
三、区时的产生
19世纪70年代后期,加拿大铁路工程师弗莱明建议,在全世界按统一标准划分时区,实行分区计时。这个建议首先在美国和加拿大被采纳试行,后为多数国家所采用。1884年华盛顿国际子午线会议决定,将这种按全世界统一的时区系统计量的时间称为区时,又称标准时。我们国家东西跨度四个时区,但是为了使用方便,全国统一采用北京所在的时区计时,也就是东八区的时间作为我国的标准时间。 而计时工具的发展,则经历了目测,圭表,日晷,漏壶等传统工具的发展,随着天文观测恒星时和太阳时的差异,以及机械钟摆的发现,由原本的日晷观测计时的太阳钟发展成了机械的原子钟。原子钟涉及的物理量子方面的内容更加复杂,我还要再继续学习才能真正理解。
时间,走到今天,真的不是想当然的一个钟表就可以解答的。当我没有问题时,我是无知的自信,当我想要探索时,我自信我的无知。
摸索时间的针脚,让我知道真正的学习,需要真正的知道自己的无知,伟大的苏格拉底早就说了这样的话。放下自己那些未经思考得来的知识,重新发现,探究,才是我的该走的路。